JP2011506884A - Operating device with lock roller - Google Patents
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Abstract
本発明は、ギヤチェンジ変速機のシフト段を選択するための操作装置に関する。該操作装置は、少なくとも３つのシフト位置の間で運動可能なシフトレバー（１）と、該シフトレバー（１）の運動範囲の制限のためのロック装置とを有している。
本発明によれば、当該操作装置は、ロック装置が、アクチュエータにより回転可能な少なくとも１つのロックローラ（２，３）に配置された、少なくとも１つのロックチャンバ（９）を備えたロックチャンバ装置を有しており、シフトレバー（１）が、少なくとも１つのロック突起（７，８）を有していることにより特徴付けられる。この場合、ロック突起（７，８）は、前記ロックチャンバ（９）内へ進入しかつシフトレバー（１）の運動範囲を制限するように前記ロックチャンバ装置と係合させられるようになっている。
本発明は、僅かな構造上の手間をかけるだけで、かつ最小限の所要構成スペースを用いるだけで、シフトバイワイヤ式の変速機の範囲における複雑は操作・ロック機能をも実現することを可能にする。当該操作装置は、僅かな騒音発生ならびに短いシフト時間を有しており、シフトバイワイヤ式にシフトされるＨ形シフトパターンを実現することもできる。The present invention relates to an operating device for selecting a shift stage of a gear change transmission. The operating device has a shift lever (1) that can move between at least three shift positions and a locking device for limiting the range of movement of the shift lever (1).
According to the invention, the operating device comprises a lock chamber device comprising at least one lock chamber (9), wherein the lock device is arranged on at least one lock roller (2, 3) rotatable by an actuator. And the shift lever (1) is characterized by having at least one locking projection (7, 8). In this case, the lock protrusions (7, 8) are adapted to be engaged with the lock chamber device so as to enter the lock chamber (9) and limit the range of movement of the shift lever (1). .
The present invention makes it possible to realize complicated operation and locking functions in the range of a shift-by-wire transmission with a minimum of structural effort and a minimum of required construction space. To do. The operation device has a slight noise generation and a short shift time, and can also realize an H-shaped shift pattern shifted in a shift-by-wire manner.
Description
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の、ギヤチェンジ変速機、たとえばシフトバイワイヤ操作式の自動化されたシフト変速機に用いられる操作装置に関する。
The present invention relates to an operating device for use in a gear change transmission, for example, a shift-by-wire-operated automated shift transmission, of the type described in the superordinate concept section of
自動車のギヤチェンジ変速機は一般に、運転者の手の届く範囲に配置された操作装置によってシフトされるか、もしくは制御される。一般にこのためには、シフトレバーまたはセレクトレバーのような操作エレメントが使用される。これらの操作エレメントは、たとえば自動車の両フロントシートの間に配置されているか、またはコックピットの別の範囲に配置されている。 In general, a gear change transmission of an automobile is shifted or controlled by an operating device disposed within a reach of a driver. In general, an operating element such as a shift lever or a select lever is used for this purpose. These operating elements are arranged, for example, between the two front seats of the motor vehicle, or in another area of the cockpit.
特にマニュアル式にシフトされる変速機の場合には、これまでしばしば純然たる機械的な操作装置および操作エレメントとギヤチェンジ変速機との間の伝達手段が使用されてきた。この伝達手段は、たとえば操作エレメントと変速機との間のボーデンケーブルまたはリンク機構のような機械的な伝達エレメントである。最新の乗用車シフト変速機は、たいてい５つまたは６つの前進ギヤと１つの後退ギヤとを有しており、この場合、シフトレバーのこれら６つまたは７つのシフト位置は一般にＨ形のシフトパターンの形で、シフトレバーの中央のニュートラルなセンタ位置を巡ってグループ分けされて配置されている。 Especially in the case of transmissions that are shifted manually, a purely mechanical operating device and transmission means between the operating element and the gear change transmission have often been used. This transmission means is, for example, a mechanical transmission element such as a Bowden cable or a link mechanism between the operating element and the transmission. Most modern passenger car shift transmissions typically have five or six forward gears and one reverse gear, in which case these six or seven shift positions of the shift lever generally have an H-shaped shift pattern. In the form, they are arranged in groups around a neutral center position in the center of the shift lever.
しかし、機械的に操作されるシフト変速機のためのＨ形シフトパターンは、変速機において必要となるシフト・セレクトストロークに基づき、ならびにエルゴノミ（人間工学）の理由から超過されるべきでないシフトレバーにおける規定の操作力に基づき、特にオートマチック変速機のセレクトレバーまたは自動化された変速機に用いられるシフトバイワイヤ式のシフト部に比べて、車両内室の範囲における操作システムのために、しばしばかなり大きな構成スペースを必要とする。 However, the H-type shift pattern for mechanically operated shift transmissions is based on the shift / select stroke required in the transmission, as well as in shift levers that should not be exceeded for ergonomic reasons. Based on the specified operating force, especially a considerably larger construction space for the operating system in the interior of the vehicle interior, especially compared to shift-by-wire shifts used in automatic transmission select levers or automated transmissions Need.
しかし、このことは、種々異なる変速機タイプを備えた車両の種々のバリエーションに合わせて種々異なる操作システムも設定されなければならないので、これによって車両内室も、たとえばセンタコンソールの範囲、コックピットの範囲または金属薄板製のフロアパネルの範囲において、車両変速機タイプに応じて、ひいては使用される操作システムに応じて、操作システムの構成スペース需要に適合されなければならないことを意味する。これによって、使用される変速機のタイプもしくは使用される操作装置のタイプに応じて、車両内室の範囲における上記構成アッセンブリに対する、場合によっては手間のかかる変更需要が生じる恐れがある。このことは、相応する高いコストに結びつく恐れがある。操作装置と自動車のギヤチェンジ変速機との間のシフト指令の機械的な伝達に伴う別の欠点は、相応するボーデンケーブルもしくはリンク機構が、金属薄板製の車両フロアパネル、センタトンネルまたは自動車のバルクヘッドを通過することが必要となることにある。このような通過は、やはり構造上の手間の原因となるだけでなく、さらに騒音発生、固体伝播音伝達に関しても、クラッシュ特性に関しても不都合となる。 However, this means that different operating systems have to be set up for different variations of vehicles with different transmission types, so that the interior of the vehicle is also, for example, the range of the center console, the range of the cockpit. Or in the range of sheet metal floor panels, it means that the space requirements of the operating system must be adapted depending on the vehicle transmission type and thus on the operating system used. As a result, depending on the type of transmission used or the type of operating device used, there may be a demand for change in the configuration assembly in the interior of the vehicle interior. This can lead to a correspondingly high cost. Another disadvantage associated with the mechanical transmission of the shift command between the operating device and the vehicle gear change transmission is that the corresponding Bowden cable or link mechanism is a vehicle floor panel made of sheet metal, a center tunnel or the bulk of the vehicle. It is necessary to pass through the head. Such passage is not only a cause of structural trouble, but also inconveniences in terms of noise generation, solid-state sound transmission, and crash characteristics.
公知先行技術において見いだされたこれらの欠点を、自動車のギヤチェンジ変速機（マニュアル式のシフト変速機もこれに属する）をシフトバイワイヤ操作式に組み換えることにより回避することが試みられている。こうして、車両内室における変速機のための操作装置の設計および配置に際して、より大きな構成上のフレキシブル性（自在性）が達成される。こうして、機械的な伝達リンク機構ならびにスペースを取る機械的な操作レバーを不要にしたことにより、さらに、自動車のあらゆる変速機バリエーションに対して、特にコックピット、フロアパネルおよびセンタコンソールの範囲に、できるだけ単一の構成アッセンブリを設けることができることが可能にされた。 Attempts have been made to avoid these disadvantages found in the known prior art by rearranging the gear change transmission of an automobile (which also belongs to a manual shift transmission) to a shift-by-wire operation type. In this way, greater structural flexibility (freedom) is achieved when designing and arranging the operating device for the transmission in the vehicle interior. This eliminates the need for a mechanical transmission linkage and a mechanical control lever that takes up space, and further, for all transmission variants of the vehicle, especially in the cockpit, floor panel and center console range. It has been made possible to provide one configuration assembly.
しかし、自動車変速機のためのシフトバイワイヤ式の操作装置の場合にも、安全性およびエルゴノミの理由から、実際に変速機操作を行っているという感覚を運転者に与えることが要求される。したがって、運転者には変速機操作の際に、変速機の目下のシフト状態もしくは目下の作動状態に関して視覚的なフィードバックだけでなく、明確な触覚的もしくは触感的なフィードバックが媒介されることが必要となる。 However, even in the case of a shift-by-wire type operating device for an automobile transmission, for safety and ergonomic reasons, it is required to give the driver a sense that the transmission is actually being operated. Therefore, the driver needs to be mediated by clear tactile or tactile feedback as well as visual feedback regarding the current shift state or current operating state of the transmission when operating the transmission. It becomes.
この場合、エルゴノミおよび安全性の理由から特に、目下許容され得ないシフト状態もしくはシフト動作が存在する場合、運転者が、たとえば全同期化（フルシンクロ）された機械的なシフト変速機においてその回転数および速度に関連した同期ロックにつき知っていてかつ慣れ親しんでいるように、このようなシフト状態もしくはシフト動作が、シフトレバーの所属の操作位置の相応するロックの形で触覚的にはっきりと感じられるように運転者に信号報知されることが要求される。 In this case, especially for reasons of ergonomics and safety, if there is a shift state or shift operation that is currently unacceptable, the driver may rotate it in a fully synchronized (full-synchronized) mechanical shift transmission, for example. As you know and are familiar with synchronous locks related to number and speed, such a shift state or movement is clearly tactilely felt in the form of a corresponding lock in the operating position to which the shift lever belongs. Thus, the driver is required to be signaled.
しかし、ギヤチェンジ変速機の電気的な操作もしくはシフトバイワイヤ式操作の場合には、車室内の操作エレメントと、エンジンルーム内の自動車変速機との間に、もはやこのような機械的な連結は存在していない。それどころか、操作装置から自動車変速機へのシフト指令の伝送は、「シフトバイワイヤ」式の変速機では、電気的または電子的な信号と、引き続き変速機において行われるたいていはエレクトロハイドロリック的（電気液圧的）なシフト指令変換とによって行われる。しかし、変速機アクチュエータ装置と操作レバーとの間の機械的な結合が存在していないことに基づき、変速機状態または場合によっては存在するシフトロックまたは許容され得ないシフト指令が、もはや直接に操作レバーの状態へ反映され得なくなるという事態が生ぜしめられる。したがって、運転者は、シフトバイワイヤ制御される変速機では、操作レバーにおいて知覚できるようにブロックされた特定のシフト位置につき、幾つかのレバー位置、走行段もしくはシフト指令が、目下の走行状態では場合によっては許容され得ず、ひいては選択され得ないことを容易に認識することができなくなる。 However, in the case of electrical operation of the gear change transmission or shift-by-wire operation, there is no longer such a mechanical connection between the operating element in the passenger compartment and the automobile transmission in the engine compartment. Not done. On the contrary, transmission of the shift command from the operating device to the vehicle transmission is, in a “shift-by-wire” type transmission, an electrical or electronic signal, followed by an electrohydraulic (electric liquid) By pressure command shift command conversion. However, based on the absence of a mechanical coupling between the transmission actuator device and the operating lever, the transmission state or possibly an existing shift lock or an unacceptable shift command can no longer be directly operated. A situation occurs that cannot be reflected in the state of the lever. Therefore, in a shift-by-wire controlled transmission, the driver may have several lever positions, travel stages or shift commands for a specific shift position blocked so that it can be perceived by the operating lever. Depending on the situation, it cannot be allowed, and consequently it cannot be easily recognized that it cannot be selected.
したがって、操作したいギヤチェンジ変速機の状態に関連して、かつ自動車における別の状態ファクタ、たとえばエンジン回転数、車両速度、クラッチ位置等に関連して、シフトバイワイヤ制御される変速機における所要の触覚的なフィードバックを実現するためには一般に、操作レバーの操作範囲を変速機状態に応じてアクチュエータにより制御して制限することが必要となる。こうして、運転者には、操作レバーを把持する際にシフトバイワイヤ制御される変速機においても、運転者のシフト意志が、たとえば自動車の目下の速度もしくはギヤチェンジ変速機の目下の運転状態に基づいて、許容され得ず、ひいてはロックされていることを、触覚的に知覚できるように伝えることができる。したがって、変速機電子ユニットにより検知されかつ変速機には伝達されない、変速機によって目下変換不可能であるシフト指令が、操作エレメントにおいても入れられ得なくなることを回避することができる。なぜならば、実際の変速機状態と、操作エレメントにおいて入れられたシフト位置との間の偏倚は許容され得ないからである。 Therefore, the required tactile sensation in a shift-by-wire controlled transmission in relation to the state of the gear change transmission to be operated and in relation to other state factors in the vehicle, such as engine speed, vehicle speed, clutch position, etc. In order to realize a general feedback, it is generally necessary to control and limit the operation range of the operation lever by an actuator according to the transmission state. Thus, even in a transmission that is shift-by-wire controlled when the operation lever is gripped, the driver's intention to shift is based on, for example, the current speed of the vehicle or the current driving state of the gear change transmission. Can be tactilely perceived as being unacceptable and thus locked. Therefore, it can be avoided that a shift command which is detected by the transmission electronic unit and is not transmitted to the transmission and which cannot be converted by the transmission can not be input even in the operation element. This is because the deviation between the actual transmission state and the shift position entered in the operating element cannot be tolerated.
このためには、運転者が、シフトバイワイヤ制御される変速機においても、既に相応する操作が試みられたときに、機械的に操作される変速機、たとえばシフトレバーにおける個々のギヤのギヤ入れが特に速度に関連して知覚可能にロックされるような、伝達リンク機構を備えたマニュアル式のシフト変速機の場合と同じ触覚的なフィードバックを受けることが必要となる。こうして、目下許容され得ないギヤまたは変速機によってその都度シフトされ得ない走行段のギヤ入れは電子的に無視されるだけでなく、既に相応する操作の前域において操作エレメントにおける機械的なロックによって阻止される。 For this purpose, even in transmissions that are shift-by-wire controlled, the gears of individual gears in a mechanically operated transmission, for example a shift lever, can be used when a corresponding operation has already been attempted. In particular, it is necessary to receive the same tactile feedback as in the case of a manual shift transmission with a transmission linkage that is perceptually locked in relation to speed. Thus, gears that are currently unacceptable or gears that cannot be shifted each time by the transmission are not only electronically ignored, but also by mechanical locking in the operating element already in the corresponding pre-operation range. Be blocked.
たとえば米国特許出願公開第２００６／００１６２８７号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０３３５１０号明細書から明らかであるように、シフトバイワイヤ制御式のギヤチェンジ変速機の操作レバーが、複数のアクチュエータもしくは多重作用型のアクチュエータと、許容され得ないシフト指令を選択的にロックするための相応するレバーエレメントもしくは伝動装置エレメントとを備えていることによって、相応するロックを実現することが試みられている。これらのアクチュエータおよびこれによって制御されるレバーエレメントもしくは伝動装置エレメントは、車両状態もしくは変速機状態に関連して切り換えられ、これにより操作エレメントの全運動範囲が、目下の走行状態または変速機状態に相応して制限されるようになる。 For example, as is apparent from US 2006/0016287 or DE 102005033510, the operating lever of a shift-by-wire controlled gear change transmission is provided with a plurality of actuators or multiple actuators. By providing a working actuator and a corresponding lever element or gearing element for selectively locking an unacceptable shift command, it has been attempted to achieve a corresponding lock. These actuators and the lever elements or transmission elements controlled thereby are switched in relation to the vehicle state or the transmission state, so that the entire range of movement of the operating element corresponds to the current driving state or transmission state. And become restricted.
しかし、この場合に種々異なる多数のレバー位置が、種々異なる組合せにおいてアクチュエータによりロックされなければならない場合、このためには公知先行技術ではしばしば複雑なロックメカニズム（Sperrmimik）が必要となる。このことは、これに伴う手間や、相応するコスト増大に基づき、望ましくない結果を招く。また、操作装置の範囲において提供されている構成スペースに関する問題や、エネルギ消費量および熱発生に関する問題も生じ得る。 However, if a large number of different lever positions in this case have to be locked by actuators in different combinations, this often requires a complex locking mechanism (Sperrmimik) in the known prior art. This leads to undesirable results based on the associated effort and corresponding cost increase. There may also be problems with the configuration space provided in the range of the operating device, problems with energy consumption and heat generation.
このことは特に、シフトバイワイヤ式の操作装置において、たとえば自動化されたシフト変速機を制御するためのＨ形シフトパターンを実現したい場合に云える。シフトバイワイヤ式の操作装置において、たとえば自動化されたシフト変速機を制御するためのＨ形シフトパターンを実現することは、公知先行技術に基づき公知のロック装置を用いても、特に次の理由からほとんど実現され得ない。すなわち、Ｈ形シフトパターンは、状態に関連してロックまたはロック解除されなければならないシフト位置を有する、相並んで位置するシフトゲートを２つだけでなく、最大４つまで有することができるからである。 This is particularly true in a shift-by-wire operating device, for example, when it is desired to realize an H-shaped shift pattern for controlling an automated shift transmission. In a shift-by-wire type operating device, for example, to realize an H-shaped shift pattern for controlling an automated shift transmission is almost entirely for the following reason even when a known locking device is used based on the known prior art. It cannot be realized. That is, the H-shaped shift pattern can have up to four shift gates, not just two side by side, with shift positions that must be locked or unlocked in relation to the state. is there.
このような背景に鑑み、本発明の課題は、特にギヤチェンジ変速機の電気的もしくは電子的なシフトバイワイヤ操作のためのロック装置を備えた操作装置を改良して、上で挙げた公知先行技術の欠点を克服することのできる操作装置を提供することである。特に当該ロック装置は複雑なロックロジックの場合でも単純に形成されていることが望ましく、迅速な切換時間、低い故障発生率、低いエネルギ消費量および僅かな騒音発生が達成されることが望ましい。さらに、当該操作装置はできるだけ小さな構成スペースで十分となることが望ましく、そして慣用の機械的なシフト指令伝達に比べても、公知先行技術に基づき公知のシフトバイワイヤ式の操作装置に比べても、コスト節約が得られることが望ましい。 In view of such a background, the object of the present invention is to improve the operation device provided with a lock device for electrical or electronic shift-by-wire operation of a gear change transmission, and to improve the known prior art mentioned above. It is an object of the present invention to provide an operating device that can overcome the disadvantages of the above. In particular, it is desirable that the locking device is simply formed even in the case of complex locking logic, and it is desirable to achieve fast switching times, low failure rates, low energy consumption and low noise generation. Furthermore, it is desirable that the operation device has a small configuration space as much as possible, and compared with a conventional mechanical shift command transmission or a known shift-by-wire operation device based on a known prior art, It would be desirable to obtain cost savings.
この課題は、請求項１に記載の操作装置、すなわちギヤチェンジ変速機のシフト段を選択するための操作装置であって、該操作装置が、少なくとも３つのシフト位置の間で運動可能なシフトレバーと、該シフトレバーの運動範囲の制限、特定のシフトレバー位置の排除もしくはシフトレバーのブロックのためのロック装置とを有している形式のものにおいて、該ロック装置が、アクチュエータにより回転可能な少なくとも１つのロックローラに配置された、少なくとも１つのロックチャンバを備えたロックチャンバ装置を有しており、シフトレバーが、少なくとも１つのロック突起を有しており、該ロック突起が、前記ロックチャンバ内へ進入しかつシフトレバーの運動範囲を制限するように前記ロックチャンバ装置と係合させられるようになっていることを特徴とする、ロックローラを備えた操作装置により解決される。
The object is to provide an operating device according to
本発明の有利な実施態様は請求項２以下に記載されている。
Advantageous embodiments of the present invention are described in
それ自体さしあたり公知の形式で、本発明による操作装置は、少なくとも１つのシフトゲート内で運動可能な、少なくとも３つのシフト位置を有するシフトレバーと、ロック装置とを有している。このロック装置は、特に変速機のシフト状態または自動車の走行状態に関連して、シフトレバーの運動範囲の制御可能な制限、特定のシフトレバー位置の排除またはシフトレバーのブロックのために働く。 In a manner known per se, the operating device according to the invention comprises a shift lever having at least three shift positions, which can be moved in at least one shift gate, and a locking device. This locking device serves for the controllable limitation of the range of movement of the shift lever, the elimination of a specific shift lever position or the blocking of the shift lever, in particular in relation to the shift state of the transmission or the driving state of the vehicle.
しかし、本発明によれば、当該操作装置は、ロック装置が、アクチュエータにより回転可能な少なくとも１つのロックローラに配置された、少なくとも１つのロックチャンバを備えたロックチャンバ装置を有していることにより特徴付けられる。さらに、シフトレバーは少なくとも１つのロック突起を有しており、該ロック突起が前記ロックチャンバ装置と係合可能である。この場合、ロック突起は、前記ロックチャンバ内へ侵入し、こうして特にロックチャンバの目下有効な深さに関連して、シフトレバーの運動を可能にするか、または制限する。 However, according to the present invention, the operating device includes a lock chamber device having at least one lock chamber disposed on at least one lock roller rotatable by an actuator. Characterized. Further, the shift lever has at least one lock protrusion, and the lock protrusion is engageable with the lock chamber device. In this case, the locking protrusion penetrates into the locking chamber and thus allows or limits the movement of the shift lever, particularly in relation to the currently effective depth of the locking chamber.
公知先行技術に基づき、とりわけ、複数の運転位置を備えたアクチュエータ（たとえば複動式の電磁石）、多数のアクチュエータまたは種々の伝動装置エレメントを備えた複雑なロックメカニズムを有する操作装置が知られているが、このような公知先行技術に比べて、本発明におけるロックローラを用いると、まず第１に操作装置のかなりの構造上の単純化を行うことができる。それにもかかわらず、この場合、所望の運動範囲の形成もしくはシフトレバーのためのシフト段の数に関して大きな構造上の自由度が与えられている。この自由度はロックローラにおけるロックチャンバ装置の十分に自由な形状付与によってしか制限されていない。 Based on the known prior art, inter alia an operating device having a complex locking mechanism with an actuator (for example a double-acting electromagnet) with a plurality of operating positions, a number of actuators or various transmission elements is known. However, in comparison with such known prior art, the use of the lock roller according to the present invention allows first of all a considerable structural simplification of the operating device. Nevertheless, in this case a great structural freedom is given with respect to the formation of the desired range of movement or the number of shift stages for the shift lever. This degree of freedom is limited only by the sufficiently free shaping of the lock chamber device in the lock roller.
したがって、本発明によれば、ボーデンケーブルまたはリンク機構を用いた操作装置から変速機へのシフト指令の機械的な伝送を、全ての変速機タイプもしくは全てのタイプの操作装置において十分に全般的に、シフト指令の電子的な伝送により代えることができる。この場合、それと同時に、機械的なシフト指令伝送により既知である触覚は維持される。このことは、特に規定の相対回転数窓もしくは速度窓の外の許容され得ないシフト指令に関するシフトレバーの触覚的なフィードバックに云える。 Therefore, according to the present invention, the mechanical transmission of the shift command from the operating device using the Bowden cable or the link mechanism to the transmission is sufficiently general in all transmission types or all types of operating devices. It can be replaced by electronic transmission of a shift command. In this case, at the same time, the tactile sensation known by the mechanical shift command transmission is maintained. This is especially true for tactile feedback of the shift lever with respect to unacceptable shift commands outside the specified relative speed window or speed window.
したがって、本発明によれば、車両内室もしくは車両コックピット内での操作装置の設計および配置の点でかなり大きな構造上の自由度が得られる。なぜならば、ロックチャンバ装置をジオメトリ的（幾何学的）に十分に自由に形成することができるからである。これにより、シフトレバーのためのほぼ任意の多数の種々異なるシフト位置を有する、ほぼ任意の運動範囲を規定することができる。さらに、本発明によれば、操作装置全体の構造組換えまたはそれどころか自動車における周辺の構成アッセンブリの構造組換えが必要となることなしに、ロックローラの簡単な交換（モジュール式の組立てユニットシステムとして）によって、操作装置を種々異なる車両変速機もしくは顧客要望に適合させることができる。したがって、本発明によれば、決定的なコスト節約および構成スペース節約が可能となる。 Therefore, according to the present invention, a considerable degree of structural freedom can be obtained in terms of design and arrangement of the operating device in the vehicle interior or vehicle cockpit. This is because the lock chamber device can be freely formed geometrically (geometrically). This makes it possible to define almost any range of motion with almost any number of different shift positions for the shift lever. Furthermore, according to the present invention, the lock roller can be easily replaced (as a modular assembly unit system) without the need for structural reconfiguration of the entire operating device or even structural reconfiguration of surrounding components in the vehicle. The operating device can be adapted to different vehicle transmissions or customer requirements. Therefore, according to the present invention, decisive cost savings and configuration space savings are possible.
本発明はまず第１に、ロックチャンバ装置とシフトレバーに設けられた前記少なくとも１つのロック突起との規定された相互作用が保証されている限り、前記少なくとも１つのロックローラおよびこのロックローラに収納されたロックチャンバ装置がどのように形成され、構造的に構成されかつ配置されるのかとは無関係に実現され得る。しかし、本発明の特に有利な実施態様では、前記少なくとも１つのロックローラに設けられたロックチャンバ装置が、ロックローラの回転軸線に沿って相並んで配置された複数のロックチャンバを有している。 The present invention firstly accommodates the at least one lock roller and the lock roller as long as a defined interaction between the lock chamber device and the at least one lock projection provided on the shift lever is ensured. Regardless of how the formed lock chamber device is formed, structurally configured and arranged. However, in a particularly advantageous embodiment of the invention, the lock chamber device provided on the at least one lock roller comprises a plurality of lock chambers arranged side by side along the axis of rotation of the lock roller. .
さらに、当該操作装置が、アクチュエータにより回転可能なロックローラを１つだけでなく、２つ有しており、シフトレバーが、シフトレバー軸線に関して互いに背中合わせに位置する２つのロック突起を有していると有利である。この場合、シフトレバーの第１のロック突起には、第１のロックローラに設けられたロックチャンバ装置が対応しており、シフトレバーの第２のロック突起には、第２のロックローラに設けられたロックチャンバ装置が対応している。こうして、シフトレバーの、センタ位置を起点として走行方向に関して前方へ向かう運動も後方へ向かう運動も、アクチュエータによりコントロールされるか、もしくはロックされ得る。 Further, the operating device has not only one lock roller that can be rotated by the actuator but also two, and the shift lever has two lock protrusions positioned back to back with respect to the shift lever axis. And is advantageous. In this case, the first lock protrusion of the shift lever corresponds to the lock chamber device provided on the first lock roller, and the second lock protrusion of the shift lever is provided on the second lock roller. The corresponding lock chamber device is compatible. Thus, both the forward movement and the backward movement of the shift lever with respect to the traveling direction starting from the center position can be controlled or locked by the actuator.
シフトレバーはこの場合、多安定性を有するシフトレバーであると有利である。この多安定性のシフトレバーは、単安定性のシフトレバーとは異なり原理的には、操作後にシフトレバーから手が離されると、各シフト位置に留まる。したがって、回転軸線に沿って相並んで配置された複数のロックチャンバならびにアクチュエータにより回転可能な２つのロックローラにより、特に多安定性のシフトレバーにおいては、シフトバイワイヤ式の操作の場合でも、機械的なセレクトレバーもしくはシフトレバーの完全なシフトパターンを完全に実現することができる。 In this case, the shift lever is advantageously a multi-stable shift lever. Unlike a monostable shift lever, this multi-stable shift lever will in principle remain in each shift position when the hand is released from the shift lever after operation. Therefore, a plurality of lock chambers arranged side by side along the axis of rotation and two lock rollers that can be rotated by an actuator, even in the case of a shift-by-wire operation, especially in the case of a multi-stable shift lever. A complete shift pattern of a simple select lever or shift lever can be realized completely.
特に、それぞれ複数の相並んで配置されたロックチャンバを備えた２つのロックローラを有する本発明による操作装置の実施態様により、マニュアル式に操作されるシフト変速機のシフトレバーの完全なＨ形シフトパターンを踏襲し、かつ実物通りにシミュレートすることができる。このためには、５〜６つの前進ギヤと１つの後退ギヤとを備えた汎用のＨ形シフトパターンの最大４つの相並んで位置するシフトゲートのそれぞれのために、両ロックローラのそれぞれに設けられた固有のロックチャンバが設けられる。こうして、Ｈ形シフトパターンのたとえば４つのシフトゲートのそれぞれのために、それぞれ許容され得る運動範囲を別個に設定しかつ制御することができる。この場合、各シフトゲートには、両ロックローラに設けられた所属のロックチャンバのそれぞれ所定のペアリングが対応される。 In particular, according to an embodiment of the operating device according to the invention having two lock rollers with a plurality of lock chambers arranged side by side, a complete H-shaped shift of a shift lever of a manually operated shift transmission You can follow the pattern and simulate it as it is. For this purpose, each of the lock rollers is provided for each of up to four shift gates arranged side by side in a general purpose H-shaped shift pattern with 5-6 forward gears and one reverse gear. A unique lock chamber is provided. Thus, for each of the four shift gates in the H-shift pattern, for example, each allowable range of motion can be set and controlled separately. In this case, each shift gate is associated with a predetermined pairing of the associated lock chambers provided on both lock rollers.
本発明によればシフトバイワイヤ式シフトの分野へも適用可能となる慣用的なＨ形シフトパターンの原理は、シフト変速機における以前の機械的な操作の点で運転者にはなじみ深いものである。それゆえに、本発明により可能となるＨ形シフトパターンに基づき、シフトバイワイヤ制御されるシフト変速機においても誤操作を十分に回避することができる。 The principle of the conventional H-shaped shift pattern, which can also be applied to the field of shift-by-wire shift according to the present invention, is familiar to the driver in terms of previous mechanical operation in the shift transmission. . Therefore, erroneous operation can be sufficiently avoided even in a shift transmission that is shift-by-wire controlled based on the H-shaped shift pattern that is enabled by the present invention.
少なくとも１つの、有利には２つのロックローラの制御は、本発明の特に有利な実施態様では、車両速度に関連して行われる。この実施態様も、シフトバイワイヤ制御されるギヤチェンジ変速機、たとえばバイワイヤシフトされるダブルクラッチ変速機またはエレクトロハイドロリック式に操作されるシフト変速機において、運転者になじみ深いＨ形シフトパターンをできるだけ完全に実現するために役立つ。 The control of at least one, preferably two locking rollers, takes place in relation to the vehicle speed in a particularly advantageous embodiment of the invention. This embodiment also provides an H-shaped shift pattern that is familiar to the driver as completely as possible in a gear change transmission that is shift-by-wire controlled, for example, a double-clutch transmission that is shifted by wire, or an electrohydraulic shift transmission. Help to realize.
本発明のさらに別の有利な実施態様では、操作装置に設けられた前記ロックチャンバのうちの少なくとも１つのロックチャンバが、しかし有利には全てのロックチャンバが、その少なくとも一方の端部に、ロックローラの表面にまでランプウェイ状に延びる導出部を有している。こうして、できるだけ少ない手間をかけるだけで、かつロックローラを構造的に二重利用して、センタ位置もしくはニュートラル位置へのシフトレバーの信頼性の良いアクチュエータ式の戻し可能性を付加的に実現することができる。これにより、特にマニュアル式にシフトされる自動変速機において、自動車を駐車する際もしくは自動車から離れる際に、変速機操作部で実際に入れられているギヤ段とは無関係に自動的に変速機内のパークロックを入れ（Auto-P）、これにより駐車された自動車のころがり出しを阻止する変速機操作を実現することができる。 In a further advantageous embodiment of the invention, at least one lock chamber of the lock chambers provided in the operating device, but preferably all lock chambers are locked to at least one end thereof. It has a lead-out portion extending in a ramp way shape on the surface of the roller. In this way, it is possible to add a reliable actuator-type return possibility of the shift lever to the center position or the neutral position by using the lock roller structurally with a minimum of effort as much as possible. Can do. As a result, particularly in an automatic transmission that is manually shifted, when the vehicle is parked or separated from the vehicle, the automatic transmission in the transmission is automatically performed regardless of the gear stage that is actually put in the transmission operation unit. A park lock can be turned on (Auto-P), which enables transmission operation that prevents the parked car from rolling out.
したがって、センタ位置もしくはニュートラル位置へのシフトレバーのアクチュエータ式の戻しを可能にするこのような実施態様に基づき、シフトレバーが、次の走行開始の際に、変速機状態「パークロック」とは一致しない位置に位置することを回避することができる。 Therefore, based on such an embodiment that allows an actuator-type return of the shift lever to the center position or neutral position, the shift lever matches the transmission state “park lock” at the start of the next run. It is possible to avoid being located at a position where it is not.
運転者が車両から離れる際にシフトレバーが、前記シフト位置のうちの１つに残されたままだと、シフトレバー位置はＡｕｔｏ−Ｐの場合には次の走行開始の際にもはや変速機の実際のシフト状態（パークロック）とは合致しなくなってしまう。したがって、運転者が車両に戻った際もしくは車両を始動させようとする際には、シフトレバー位置につき、視覚的にまずは、実際のシフト状態には該当しない不適切な情報が運転者に与えられてしまう。シフトレバー位置から見て取る限りでは、運転者は、変速機が１つの走行段位置に位置しているものと考えざるを得ないが、しかし実際には変速機ではパークロックが入れられているという事態が起こる。 If the shift lever remains in one of the shift positions when the driver leaves the vehicle, the shift lever position will no longer be the actual transmission at the start of the next run in the case of Auto-P. Will not match the shift state (park lock). Therefore, when the driver returns to the vehicle or tries to start the vehicle, inappropriate information that does not correspond to the actual shift state is first given to the driver about the shift lever position. End up. As far as the shift lever position is concerned, the driver is forced to assume that the transmission is located at one travel position, but in reality, the transmission is parked. Happens.
したがって、運転者のこのような誤情報を阻止するためには、ことさら運転者のための付加的な信号装置が設けられなければならなくなる。この信号装置は運転者には、Ａｕｔｏ−Ｐにつき入れられたパークロックの場合のために、シフトレバーがまず最初にマニュアル式にセンタ位置もしくはニュートラル位置へもたらされた場合にしか車両をスタートさせることができないことを信号報知する。しかし、本発明の前記実施態様により、ひいてはこれによって可能となるシフトレバーのアクチュエータ式の戻しに基づき、このような信号装置は必要とならなくなる。 Therefore, in order to prevent such misinformation of the driver, an additional signal device for the driver must be provided. This signaling device allows the driver to start the vehicle only when the shift lever is first manually brought to the center or neutral position, for the case of park locks entered for Auto-P. Signal that you can't. However, according to the embodiment of the present invention, such a signal device is therefore not necessary on the basis of an actuator-type return of the shift lever which is thereby possible.
２つのロックローラと２つのロック突起とを備えた本発明の実施態様はさしあたり、両ロックローラのアクチュエータ式の駆動がどのように行われるのかとは無関係に実現され得る。すなわち、両ロックローラは、たとえばそれぞれ専用のアクチュエータ式の駆動装置を有しているか、または歯車を介して連結されていてよい。しかし、本発明の特に有利な実施態様では、当該操作装置が、両ロックローラのための１つの共通のアクチュエータ式の駆動装置により特徴付けられている。この場合、両ロックローラならびに両ロックローラに共通の前記アクチュエータ式の駆動装置が、１つの歯付きベルトを介して互いに連結されていると有利である。この場合、両ロックローラの前記共通のアクチュエータ式の駆動装置が、サーボモータにより形成されていると有利である。 The embodiment of the present invention with two lock rollers and two lock protrusions can be implemented for the time being regardless of how the actuator-type drive of both lock rollers is performed. That is, both the lock rollers may have, for example, a dedicated actuator type driving device, or may be connected via a gear. However, in a particularly advantageous embodiment of the invention, the operating device is characterized by one common actuator-type drive for both lock rollers. In this case, it is advantageous if both lock rollers and the actuator-type drive device common to both lock rollers are connected to each other via a single toothed belt. In this case, it is advantageous if the common actuator-type drive device for both lock rollers is formed by a servomotor.
この実施態様は、唯一つの電動モータ式のアクチュエータしか有しない操作装置のコスト節約的な形成を可能にする。しかし、それにもかかわらず、このアクチュエータはシフトレバーの種々異なる全ての操作ロック、たとえばＨ形シフトパターンの種々のシフトゲートにおける操作ロックを、的確に制御することができる。 This embodiment enables a cost-saving formation of an operating device having only one electric motor type actuator. However, nevertheless, this actuator can precisely control all the different operation locks of the shift lever, for example the operation locks on the various shift gates of the H-shift pattern.
本発明のさらに別の有利な実施態様では、少なくとも１つのロックローラに回転角度センサが配置されている。このことは、比較的単純な電動モータ、つまり専用のセンサ装置なしで十分となり得る電動モータを用いても、当該ロックローラの、各ロックのために必要となる回転角度位置の駆動および信頼性の良い調節を可能にする。 In a further advantageous embodiment of the invention, a rotation angle sensor is arranged on at least one lock roller. This means that even if a relatively simple electric motor, that is, an electric motor that can be sufficient without a dedicated sensor device, is used, the rotation angle position required for each lock of the lock roller and the reliability can be improved. Allows good adjustment.
本発明のさらに別の有利な実施態様では、少なくとも１つのロックローラに戻しばねが配置されている。たとえば渦巻き帯ばねの形で形成されていてよい前記戻しばねは、特にロックローラのアクチュエータ式の駆動装置の故障時もしくはイグニションのスイッチオフの後でも、シフトレバーの操作を可能にする。この場合には、ロックローラが、戻しばねに蓄えられたエネルギによって、予め規定された位置へ戻し回転させられる。この位置では、シフトレバーの全ての操作位置を選択することができる。 In a further advantageous embodiment of the invention, a return spring is arranged on at least one locking roller. The return spring, which may be formed, for example, in the form of a swirl band spring, makes it possible to operate the shift lever, especially in the event of a failure of the actuator drive of the lock roller or after the ignition has been switched off. In this case, the lock roller is rotated back to a predetermined position by the energy stored in the return spring. In this position, all the operation positions of the shift lever can be selected.
以下に、本発明を実施するための形態を図面につき詳しく説明する。 In the following, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１には、本発明による操作装置の１実施形態のためのロック装置を、歯付きベルト駆動装置側から見た概略的な等角図が示されている。まず第１に、シフトレバー１（スペース事情から部分的にしか図示されていない）と、ロックローラ２，３と、電動モータ式の駆動装置４と、この駆動装置４の、前記ロックローラ２，３の回転を制御するための歯付きベルト伝動装置５とが示されている。方向矢印６は、自動車の、この実施形態に該当する走行方向を表している。
FIG. 1 shows a schematic isometric view of a locking device for an embodiment of an operating device according to the invention as seen from the toothed belt drive side. First of all, the shift lever 1 (not shown in part because of space), the
図２には、図１に示した状況を、逆の方向からロックローラ２，３および電動モータ４の側から見た図が示されている。特に図２には、シフトレバー１に配置された、本実施形態においてシフトレバー１と一体に形成されたロック突起７，８が示されている。ロック突起７，８は、シフトレバー１の旋回運動時に当該ロック突起７，８が、ロックローラ２，３に設けられた対応するロックチャンバ９内へ進入し得るように配置されている。
FIG. 2 shows a view of the situation shown in FIG. 1 as viewed from the side of the
ロックローラ２，３の回転角度位置に応じて（回転角度位置は歯付きベルト伝動装置５を介してサーボアクチュエータ４によって制御される）、シフトレバー１のロック突起７，８に対してロックチャンバ９の種々異なる配置が作用し、これによりロックローラ２，３の回転角度位置に関連して、シフトレバー１の相応するシフト運動をロック解除するか、またはロックすることができる。
Depending on the rotation angle position of the
図２にはさらに、ディテントガイド１０ならびにこのディテントガイド１０内に案内された、軸方向でばね支承されたディテントピン１１が示されている。ディテントガイド１０とディテントピン１１とは、シフトレバー１の運動時における規定された案内およびエルゴノミもしくはシフトロジックの理由から必要となるディテント力および戻し力の形成のために働く。
FIG. 2 further shows a
図３および図４には、ロックローラ２，３に設けられた対応するロックチャンバ９内へのロック突起７，８の進入もしくは嵌入が示されている。図３および図４には、まず第１に走行方向６に関して前方へ向かって旋回させられたシフトレバー１が示されている。シフトレバー１の旋回によって、ロック突起８も旋回させられ、そしてこのロック突起８が、適切な回転角度位置に位置している場合には、走行方向に関して後側のロックローラ３に設けられたロックチャンバ９内へ進入する。
3 and 4 show the entry or fitting of the
しかし、図３および図４に示したシフトレバー１の旋回運動を、たとえば相応するシフト指令に適応しない車両速度または変速機における相対回転数に基づいて、阻止したいか、もしくは運転者にとって知覚できるようにロックしたい場合、アクチュエータ駆動装置４は変速機電子装置によって、ロック突起８に、該ロック突起８が進入するはずの適応するロックチャンバ９が対峙しないように制御される。ロック突起８はこの場合には、シフトレバー１の相応する操作が試みられると、ロックローラ３の平滑な表面１２に当接する。これにより、運転者には、シフトレバーが目下、運転者が意図した方向へは運動され得ないことが触覚的にはっきりと信号報知される。この場合にシフトレバーを運動させることができない理由は、このことが、目下許容され得ないシフト指令に相当するからである（たとえば、高い車速での第２速ギヤのギヤ入れまたは車両がまだ停止していない状態での後退ギヤのギヤ入れ）。
However, the turning movement of the
走行方向に対して直交する横方向におけるシフトレバー１の側方運動時では、その都度、シフトレバー１のロック突起７，８に、両ロックローラ２，３のロックチャンバ９の種々異なるペアリングが対峙する。こうして、特に走行速度に関連して、シフトレバー１の種々異なるシフトゲートのためには、シフトレバー１の各シフトゲートチェンジの際にロックローラ２，３を別の回転角度位置へもたらす必要が生じることなしに、その都度種々異なるシフト位置が許容され得るか、もしくはロックされ得るようになる。
In each lateral movement of the
図４には、図３に示した、走行方向に関して後側のロックローラ３に設けられた複数のロックチャンバ９のうちの１つのロックチャンバ９内へのロック突起８の進入の過程が再度明瞭に図示されている。図４にはさらに、ディテントガイド１０ならびにこのディテントガイド１０内でスライドする、シフトレバー１内に軸方向でばね負荷されて運動可能なディテントピン１１も認められる。さらに、図４には、ロックチャンバ９のランプウェイ（傾斜面）状の導出部の可能な１実施形態が、破線１４によって概略的に示されている。たとえば渦巻き状に加工成形されたランプウェイ状の導出部１４によって、シフトレバー１を、ロックローラ３のアクチュエータによる回転によって、図１および図２に示したセンタ位置へ戻すことができる。
FIG. 4 clearly shows the process of entering the
図５および図６には、両ロックローラ２，３が再度、拡大図で示されている。図面から判るように、ロックローラ２は渦巻き状の戻しばね１３を備えている。この戻しばね１３は両ロックローラ２，３の電動モータ式の駆動装置４によってプリロード（予荷重）をかけられ、システム故障が生じた場合には、両ロックローラ２，３を、シフトレバー１の全てのシフト位置が選択され得る基本位置へ自動的に戻すために働く。なぜならば、ロックローラ２，３の基本位置においては、シフトレバー１のいずれのシフト位置のためにも、ロック突起７，８のための相応するロックチャンバ９が存在しているからである。
In FIGS. 5 and 6, both
ロックローラ２，３のこの基本位置には、図７に示した表において「Ｘ」で示した行が相当している。図７に示した表の列見出し「Ｒ１３５−２４６」は、シフトレバー１において選択可能な個々のギヤ段の、所属のロックローラ３もしくは２に配置された各ロックチャンバ９に対する対応関係を示している。「０」と「＞１３０」の間の行見出しは、アクチュエータ４によって、両ロックローラ３（表の左半部）もしくは２（表の右半部）のそれぞれ所属の回転角度位置が到達される際の車両速度範囲を表す。
This basic position of the
この表につき判るように、たとえば車両の停止した状態では後退ギヤおよび第１速のギヤを入れることができるが、その他の全てのシフト位置はロックされている。５０〜６０ｋｍ/ｈの速度において、この実施形態は後退ギヤと第６速のギヤを除いた全てのギヤを選択することができ、１３０ｋｍ/ｈを超える速度では第５速のギヤまたは第６速のギヤしか選択することができず、その他の全てのギヤは、ロックチャンバ９外の両ロックローラ２，３の平滑な表面１２に対するロック突起７，８の当接によってロックされている。両ロックローラ２，３が、たとえば駆動装置４の故障時に戻しばね１３によって自動的に占める基本位置「Ｘ」では、シフトレバー１の各シフト位置のためにそれぞれ両ロックローラ２，３に設けられた対応するロックチャンバ９が設けられているので、基本位置「Ｘ」では、全てのシフト位置を選択することができる。
As can be seen from this table, for example, when the vehicle is stopped, the reverse gear and the first gear can be engaged, but all other shift positions are locked. At speeds of 50-60 km / h, this embodiment can select all gears except the reverse gear and the sixth gear, and at speeds exceeding 130 km / h, the fifth gear or the sixth gear. The other gears are locked by the abutment of the
特定のシフト操作が許容され、その他のシフト操作は排除されているような車両速度範囲は、ロックローラ２，３における相応する変更により、最小限の手間をかけるだけで、相応する車両バリエーションまたは顧客嗜好に適合され得る。
The vehicle speed range in which certain shifting operations are allowed and other shifting operations are excluded is the corresponding vehicle variation or customer with minimal effort by corresponding changes in the
したがって、その結果、本発明によれば、公知先行技術に比べて、操作装置が、複雑なロック機能の場合でも、比較的僅かな構造的な手間をかけるだけで十分となるという利点を有する操作装置が提供されることが明らかである。重要な利点は、構成スペース要求の最小化、僅かな騒音発生ならびに短い切換時間と同時に、低い故障発生率の形で達成される。特にＨ形シフトパターンの場合には、機械的なシフト指令伝送に比べても、公知先行技術に基づき公知のシフトバイワイヤ式操作装置に比べても、コスト節約および構造上の利点が得られる。運転者にとっては、実際のシフト状態および目下の許容され得るシフト指令に関して、信頼性の良い触覚的なフィードバックが得られる。 Therefore, as a result, according to the present invention, compared with the known prior art, the operation device has an advantage that even if it has a complicated lock function, it is sufficient to take relatively little structural effort. It is clear that an apparatus is provided. Significant advantages are achieved in the form of a low failure rate, at the same time as minimizing configuration space requirements, low noise generation and short switching times. In particular, in the case of the H-shaped shift pattern, cost savings and structural advantages can be obtained compared to mechanical shift command transmission and compared to known shift-by-wire operating devices based on known prior art. For the driver, reliable tactile feedback is obtained regarding the actual shift state and the current acceptable shift command.
したがって、特に、単純なモジュール化可能な構造に基づき、本発明は自動車変速機のための操作装置における製品系列全般に跨るコスト有効度を向上させ、かつエルゴノミおよび安全性を改善するために重要な貢献を果たす。 Therefore, particularly based on a simple modularizable structure, the present invention is important for improving cost effectiveness across the entire product line in an operating device for an automobile transmission and for improving ergonomics and safety. Make a contribution.
１ シフトレバー
２，３ ロックローラ
４ 電動モータ、アクチュエータ
５ 歯付きベルト伝動装置
６ 走行方向
７，８ ロック突起
９ ロックチャンバ
１０ ディテントガイド
１１ ディテントピン
１２ ローラ表面
１３ 戻しばね
１４ 導出ランプウェイ
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